奥尔堡大学PBL教学模式在《油田化学》课程中应(3)

（三） 改课程设计为项目研究，组建团队协作完成

目前，大部分的石油高校基本都在课程结束后安排约2-3周的课程设计，虽然指导老师设计了几个题目，学生可以自由选择题目，但并不是由一个团队来完成一个题目，而是每一个学生必须完成一个课程设计，即使课程设计的题目是相同的，学生却往往感觉难度较大，在设计过程中思路和方法主要依靠指导教师，最后虽然能形成设计报告，但设计过程中学生深度学习和创造性仍然不足。油田化学具有很强的工程应用性，课程中的许多结论、数据和实例都是来源于工程实践，同时形成的这些理论用于指导油田工程应用，因此，我们可以在课程开始的时候告诉学生，需要学生自由的组成学习团队，在油田化学的主题范围内根据工程的需要，或者提出一个问题或者解决一个油田化学的问题，学生可以在学习课程的同时，思考和调研将要研究的问题，以项目为载体，调动学生学习主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，掌握思考问题、解决问题的方法，提高创新能力和实践能力。比如学生可以针对“高密度油基钻井液乳化不稳定”的问题提出《高密度油基钻井液乳化剂配方设计》项目，项目完成过程中完全由学生团队讨论决定，提示学生在组建团队时研究过程中要求学生充分进行讨论解决项目中的所有问题，包括如何选择那种类型的乳化材料，为什么选择这样的材料、材料有什么性能、乳化材料进行复合后的乳化性能、配方的成本计算等等。指导教师不再进行强制要求完成设计的内容，也不要求学生在课程结束后再进行研究，整个课程时间内均可以进行，学生遇到需要购置乳化剂的材料，材料之间的相互作用等机理，指导教师给与适当的指导，整个过程将学生作为学习的主体，充分相信、鼓励、引导学生。

（四） 考核采用考试和答辩相结合形式，由评估小组进行综合评价

考核不再采用传统的考试、实验、考勤三部分进行，避免了由考试决定成绩的局面，改革后的考核体系设置为三个部分，第一部分为考试部分，约占总成绩的30%，主要考察对基本知识的掌握程度，每个学生必须参加。第二部分综合实验部分和第三部分设计研究部分各占35%，团队完成实验内容或者项目研究后，项目组必须撰写2个报告，一个是主题报告，这个报告要求涵盖研究意义、内容、结论等；另一个是过程报告，过程报告必须详细介绍实验的过程、怎么思考的、怎么组队的、怎么讨论的，以及最后是如何分析结果或者进一步的新发现等。考核过程采用小组整体考核，并不要求每个学生进行考核，但每个人必须回答问题，在形式采用答辩陈述的方式，由教师组成的评估小组进行综合评价，并给出答辩成绩。最终，本课程的成绩由三部分的加权成绩决定。

四 结语

针对油田化学教学中存在的一些影响学生学习积极性和创新能力的因素，提出将PBL培养模式应用到油田化学教学中，提出“减少课堂讲授时间，增加课堂讨论时间”，“不限制实验内容和数量，学生自由选择”，“改课程设计为项目研究，组建团队协作完成”，“考核采用考试和答辩相结合形式，由评估小组进行综合评价。试图在现有教学条件的基础上采用新的教学模式，提高学生在油田化学实验中的兴趣和创新性，从而提高学生培养质量。

[1] 秦文龙.石油工程专业《油田化学基础》课程教学改革与实践[J].吉林省教育学院学报,2018,34(05):99-101.

[2] 张玉平.高职单招生个人素质与教学策略研究——以承德石油高等专科学校油化专业为例[J].好家长,2018(20):209.

[3] 刘阿妮.关于油田化学课程教学方法探讨[J].云南化工,2017,44(11):126-128.

[4] 耿杰,孙铭勤,范海明,等.建设精品实验 提升油田化学基础实验教学质量[J].化工管理,2017(33):18-19.

[5] 董龙,赵秀丽,张丽,等.油田化学实验课程教学内容改革与研究[J].黑龙江科学,2017,8(18):96-97.

一 前言《油田化学》是一门应用性非常强的专业基础课，是一门涉及工程化学、物理化学、有机化学、表面及胶体化学以及高分子化学等多学科的应用学科[1]，而且贯穿于石油工业中的钻探工程、开采工程、集输工程等各个方面，课程的特点导致其教学内容多，涉及面广且每个方面自成体系，知识体系相互之间逻辑关联度不是很紧密[2,3]。再加之目前教学模式仍然采用讲授的方式，不能很好的激发学生的学习兴趣和主动性[4]。如果以设置问题或者企业面临的工程问题为基础，为完成问题涉及的技术进行深度学习，进而建立知识框架结构和逻辑联系性，最终内化为学生学习和创新的能力。尽管目前油田化学教学工作者做了大量的教学改革工作，分别从教材编撰方面进行不断的修改和完善，增加技术发展前沿的内容，增设开放性实验教学环节，强调理论知识与现场实践有机结合，将教师的科研成果融入到实践教学中，精心制作多媒体提高教学信息量和教学效率，调整完善成绩考评模式等等[5]，相关的石油高校也建立了不同层次的《油田化学》精品课程体系。但这些改革基本都是从教师“教”的角度出发，努力提高“教”的质量和效率，却很少有研究者从“学”和“学生”的角度进行改革和探索。笔者有幸受国家留学基金委支持在丹麦奥尔堡大学学习PBL教学法，通过学习PBL培养模式的理论，观察体验PBL教学的课程和课堂，完成教师团队的PBL教学项目，深刻掌握了PBL教学的核心和精髓。根据自己从事的《油田化学》教学过程中面临的一些不足和问题，特别是影响学生学习主动性和创新性的问题，研究分析如何将丹麦奥尔堡大学PBL培养模式应用到《油田化学》教学中来提高学生的学习主动性和创新能力。二 《油田化学》课程教学面临的不足（一） 有限课时无法满足教学内容，难以达到深度学习的目的目前，国内石油高校的《油田化学》课时约为40-60课时，部分高校也增设了102周左右的课程设计。理论教学几乎对油田化学领域所有的内容进行了全覆盖，既包括应用化学的原理、方法、工艺及油田化学剂的作用机理和应用规律，同时也涵盖了近年来国内外最新的油田化学研究领域的先进技术及研究应用成果。理论教学内容如表面活性剂、油田常用高分子化合物、化学驱油、酸化及酸液添加剂、压裂液、防砂、堵水、原油清防蜡、污水处理剂等内容，还包括前沿研究成果和技术（页岩气、天然气水合物、页岩油等等）。但目前有限的课时根本无法完成所有内容的教学，尽管教师只重点讲解基础的8个章节，但因为《油田化学》每个章节是相对比较对立的，相互之间的逻辑联系性并不是强，学生很难通过学习建立起知识的内在逻辑关系，无法保证知识的巩固和内化，至于利用油田化学知识解决工程问题更是力不从心。《油田化学》的实验教学有六大部分，共计21个实验，几乎涉及每个章节的内容，再加之部分实验内容具有一定的危险性，因此，具有可操作的实验有10个，其中8个验证性实验，2个综合性实验也是有兴趣的学生自己预约实验，在实验教师的指导下自己设计操作，但在实际运行过程中学生主动预约去完成设计性实验积极性也不足。也就是说无论理论课时还是实验课时都很难满足教学内容的需要，无法保证知识的巩固和内化，难以达到深度学习的目的。（二） 教学内容和形式固化，学生创新思维受限油田化学是一门典型的学科交叉、涉及面较宽、内容繁杂而且抽象的课程。教师上课内容基本是固定不变的，而且形式也是固定的，主要依靠教师的多媒体和板书讲解。阐述基本原理和概念的重点8个章节的内容近年内没有任何变化，主要是因为这8章的内容是油田化学的基本原理和基本概念，教师把重点放在了基础理论上，想尽可能把基础理论让学生掌握，更强调“讲”，把理论讲透彻，让学生容易接受，学生听的越明白即认为教师教的越好。但真正的学习过程应该是学生发挥主动性的主动学习，教师只需要把重点放在帮助学生建立知识的框架和内部逻辑上，学生在不断的挑战困难的过程中实现深度学习。学生如果没有得到学习方法，不知道如何去学习新理论，解决新问题的方法，即使掌握了部分的知识和理论，如遇到新的工程实际问题，仍然是束手无策，更是提不出创新性的解决工程问题。另外，实验教学内容基本都是验证性的实验，实验课程和指导教师规定了具体的实验内容。例如“非离子表面活性剂和离子表面活性剂类型鉴定”，只要了解了非离子表面活性剂具有浊点的特点，通过加热就可以区分出来，理论和方法均来自于理论，甚至实验课前指导教师告诉了学生的实验步骤，只是验证了一下理论的正确性而已，通过这个实验无法将“表面活性剂”章节的核心内容即表面活性剂的结构、性能、作用之间的关系充分表达出来，学生通过实验无法达到巩固和理解相关理论，导致学生实验过程中兴趣不足，很难根据实验现象或者不可测的实验结果发现新的问题，进而去寻求原因，才能深刻的掌握表面活性剂的结构、性能、作用之间的关系。（三） 考核重结果轻过程，学生学习主动性不足理论教学内容结束后，考核主要由考试成绩、实验成绩、课堂考勤三个方面决定，考试成绩占70%，考试试卷格式包括基础理论题（选择题、填空题、名词解释）、分析讨论题、 综合知识题 ，题目形式基本固定。另外，研究近几年的考试试卷发现，考察的知识点基本变化不大，只是在形式上发生了变化，比如把原来考察聚合物“溶胀”的这个概念的题目由填空题改成名词解释，或者分析聚合物“溶胀”的原因，导致部分平时学习不努力的学生，在考试前突击背诵知识点也能拿到比较好的成绩。实验考核也就是实验报告的成绩占20%，实验考试成绩由学生提交的实验报告决定，实验报告按照实验原理、实验目的、实验结果等格式进行撰写，学生完成实验报告即可获得一定的成绩，在整个过程中每个学生必须提交实验报告，实验报告除了数据部分稍有不同外，其余几乎完全一样，甚至发生抄袭的现象。而且实验教学考核只占整个课程过程的小部分，考察学生动手能力和应用能力的实验考核没有受到足够的重视。其余10%的成绩来自于的课堂考核，目前这部分的成绩由课堂的考勤决定，学生只要到课堂即可拿到成绩，还无法做到根据课堂学生讨论的积极性、问题的深度、提出新的想法等因素决定。因此，整个考核过程的三个环节都比较重视最终结果，而对整个过程中的重视不够，导致学生学习主动性不足。三 PBL培养模式在《油田化学》教学中应用设计笔者根据奥尔堡大学PBL教学模式的理论及自己的体验，结合目前《油田化学》教学中面临的问题，利用奥尔堡大学PBL教学模式设计《油田化学》教学，能为《油田化学》教学提供新的教学模式，以期能进一步提高教学质量和学生的创新能力。（一） 减少课堂讲授时间，增加课堂讨论时间在石油工程专业中《油田化学》的课程总学时60学时不能变化的情况下，既然课程内容多而广无法完成面面俱到的讲解，就将课堂教学的52学时变为25个学时用来讲解，27个学时进行课堂的讨论。教学过程中教师要将学生当作一个成熟的学习者，不能将教学内容灌输给学生，大部分的内容需要学生进行自学，从而掌握大部分的教学内容，教师只利用25个学时为学生构建整个课程的知识框架和该课程中最难理解的部分。比如以表面活性剂为中心，从表面活性剂的“结构”、“性质”、“功能”的逻辑角度将内容串联起来，其内部逻辑为表面活性剂的结构决定性质，性质决定功能，从功能引出表面活性剂的驱油机理、乳化降粘机理、破乳及油水分离作用、泡沫及清洁压裂液体系等内容，又可以从应用中抽提出表面活性剂能降低“油水界面张力”这样的最基本的认识，又可以回到表面活性剂的结构中，这样使学生从课程内在的逻辑关系建立起知识框架。而关于每个部分的具体细节及内容学生是完全可以依靠自己的阅读以及团队讨论学习掌握的，不仅节约了讲授时间，而且帮助学生建立了知识框架和学习的方法。同时在每一大节课程中留下约一半时间进行讨论，学生可以3-5个人为一组，讨论的内容为教师讲解的章节，但不限于其他内容，教师可以提出问题，需要学生进行回答，或者学生认为自己疑惑的地方教师给与解释和补充。学生通过前期基础化学的学习，大部分的内容是完全可以通过团队进行相互学习和讨论自己掌握的，团队讨论的形式平等、灵活、而且可以相互补充。比如学生对疏水缔合聚合物粘度随温度的变化规律和丙烯酰胺类聚合物不一致的情况比较难理解，指导教师可以从聚合物的单体构成的角度和长链中的功能基团在水溶液与“氢键”的相互作用给与解释，学生不但能发现问题，又能得到深入的解答，而且学生遇到相似的问题可以类推这种解释方法，极大的发掘学生的学习积极性。（二） 不限制实验内容和数量，学生自由选择实验指导教师可以结合实验教材的内容或者给学生给出10-15个比较宽泛的主题，或者让学生根据自己的兴趣和学习能力自主进行选择，也可以通过小组之间的讨论，最终每组确定一个主题的实验内容。不再要求学生像以前一样完成规定数量实验内容，只需要选择一个大的综合性实验即可。比如学生确定了《二元复合驱配方研究》实验项目，实验过程中不给学生制定配方限制，材料限制等，只需要告诉学生二元复合驱在油田工程的重大意义即可，学生可以根据自己调研来发掘配方体系的选择，即使认为那几种表面活性剂复配是最佳途径，怎么去达到最低的表面张力等等，整个过程需要学生去选择和发现，制定实验的技术路线和方案。要求学生至少完成2个综合性性实验，实验完成中完成实验报告和实验分析报告，实验报告必须有选题的意义，如何制定实验方案，实验数据，实验的结论等；实验分析报告则描述实验过程中的实验现象，实验方案确定的过程，实验结果出现的问题是如何处理的，为什么这样处理，即对整个实验过程进行总结和反思，不规定具体的报告格式和规范，只要求表达出主要观点。不再要求学生完成原来大纲规定的10个实验，撰写完成固定化的实验报告，避免验证性实验的实验现象描述，即可减轻学生的负担又能激发学生实验的动力，未知的探索性的实验结果和现象是学生最大的动力。（三） 改课程设计为项目研究，组建团队协作完成目前，大部分的石油高校基本都在课程结束后安排约2-3周的课程设计，虽然指导老师设计了几个题目，学生可以自由选择题目，但并不是由一个团队来完成一个题目，而是每一个学生必须完成一个课程设计，即使课程设计的题目是相同的，学生却往往感觉难度较大，在设计过程中思路和方法主要依靠指导教师，最后虽然能形成设计报告，但设计过程中学生深度学习和创造性仍然不足。油田化学具有很强的工程应用性，课程中的许多结论、数据和实例都是来源于工程实践，同时形成的这些理论用于指导油田工程应用，因此，我们可以在课程开始的时候告诉学生，需要学生自由的组成学习团队，在油田化学的主题范围内根据工程的需要，或者提出一个问题或者解决一个油田化学的问题，学生可以在学习课程的同时，思考和调研将要研究的问题，以项目为载体，调动学生学习主动性、积极性和创造性，激发学生的创新思维和创新意识，掌握思考问题、解决问题的方法，提高创新能力和实践能力。比如学生可以针对“高密度油基钻井液乳化不稳定”的问题提出《高密度油基钻井液乳化剂配方设计》项目，项目完成过程中完全由学生团队讨论决定，提示学生在组建团队时研究过程中要求学生充分进行讨论解决项目中的所有问题，包括如何选择那种类型的乳化材料，为什么选择这样的材料、材料有什么性能、乳化材料进行复合后的乳化性能、配方的成本计算等等。指导教师不再进行强制要求完成设计的内容，也不要求学生在课程结束后再进行研究，整个课程时间内均可以进行，学生遇到需要购置乳化剂的材料，材料之间的相互作用等机理，指导教师给与适当的指导，整个过程将学生作为学习的主体，充分相信、鼓励、引导学生。（四） 考核采用考试和答辩相结合形式，由评估小组进行综合评价考核不再采用传统的考试、实验、考勤三部分进行，避免了由考试决定成绩的局面，改革后的考核体系设置为三个部分，第一部分为考试部分，约占总成绩的30%，主要考察对基本知识的掌握程度，每个学生必须参加。第二部分综合实验部分和第三部分设计研究部分各占35%，团队完成实验内容或者项目研究后，项目组必须撰写2个报告，一个是主题报告，这个报告要求涵盖研究意义、内容、结论等；另一个是过程报告，过程报告必须详细介绍实验的过程、怎么思考的、怎么组队的、怎么讨论的，以及最后是如何分析结果或者进一步的新发现等。考核过程采用小组整体考核，并不要求每个学生进行考核，但每个人必须回答问题，在形式采用答辩陈述的方式，由教师组成的评估小组进行综合评价，并给出答辩成绩。最终，本课程的成绩由三部分的加权成绩决定。四 结语针对油田化学教学中存在的一些影响学生学习积极性和创新能力的因素，提出将PBL培养模式应用到油田化学教学中，提出“减少课堂讲授时间，增加课堂讨论时间”，“不限制实验内容和数量，学生自由选择”，“改课程设计为项目研究，组建团队协作完成”，“考核采用考试和答辩相结合形式，由评估小组进行综合评价。试图在现有教学条件的基础上采用新的教学模式，提高学生在油田化学实验中的兴趣和创新性，从而提高学生培养质量。参考文献[1] 秦文龙.石油工程专业《油田化学基础》课程教学改革与实践[J].吉林省教育学院学报,2018,34(05):99-101.[2] 张玉平.高职单招生个人素质与教学策略研究——以承德石油高等专科学校油化专业为例[J].好家长,2018(20):209.[3] 刘阿妮.关于油田化学课程教学方法探讨[J].云南化工,2017,44(11):126-128.[4] 耿杰,孙铭勤,范海明,等.建设精品实验 提升油田化学基础实验教学质量[J].化工管理,2017(33):18-19.[5] 董龙,赵秀丽,张丽,等.油田化学实验课程教学内容改革与研究[J].黑龙江科学,2017,8(18):96-97.

文章来源：《油田化学》 网址: http://www.ythxzzs.cn/qikandaodu/2020/1228/346.html